JP2002039218A - 磁気レオロジー的流体クラッチ - Google Patents
磁気レオロジー的流体クラッチInfo
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- JP2002039218A JP2002039218A JP2001184925A JP2001184925A JP2002039218A JP 2002039218 A JP2002039218 A JP 2002039218A JP 2001184925 A JP2001184925 A JP 2001184925A JP 2001184925 A JP2001184925 A JP 2001184925A JP 2002039218 A JP2002039218 A JP 2002039218A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D37/00—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive
- F16D37/008—Clutches in which the drive is transmitted through a medium consisting of small particles, e.g. centrifugally speed-responsive the particles being carried by a fluid, to vary viscosity when subjected to electric change, i.e. electro-rheological or smart fluids
Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気レオロジー的粘性クラッチを改善する。
【解決手段】 磁気レオロジー的粘性クラッチ１０は、
入力部材１２と出力部材１４とを備える。磁気レオロジ
ー的流体は、入力部材の一円柱部材と出力部材の２円柱
部材との間の作用ギャップ６０に配置される。作用ギャ
ップに磁場を生じさせるコイルアセンブリ３０へ電気を
入力して該流体を付勢する。入出力部材のワイパー構造
８２、８４は、鉄粒子の蓄積及び／又は遠心性パッキン
グを防止する。余剰流体又は作用ギャップから排出され
た流体の用のキャビティが、出力部材の両部材間に設け
られる。両部材のうち一つが作用ギャップへと発散する
角度壁部分を持ち、出力部材が回転するとき作用ギャッ
プに流体を差し向ける。入力部材は、クラッチ作動中に
該流体からの熱移送を援助するためキャビティ内に回転
可能に配置されたフィン形成ハブ部分を備える。ベアリ
ング部材が入力部材上で出力部材を支持する。
入力部材１２と出力部材１４とを備える。磁気レオロジ
ー的流体は、入力部材の一円柱部材と出力部材の２円柱
部材との間の作用ギャップ６０に配置される。作用ギャ
ップに磁場を生じさせるコイルアセンブリ３０へ電気を
入力して該流体を付勢する。入出力部材のワイパー構造
８２、８４は、鉄粒子の蓄積及び／又は遠心性パッキン
グを防止する。余剰流体又は作用ギャップから排出され
た流体の用のキャビティが、出力部材の両部材間に設け
られる。両部材のうち一つが作用ギャップへと発散する
角度壁部分を持ち、出力部材が回転するとき作用ギャッ
プに流体を差し向ける。入力部材は、クラッチ作動中に
該流体からの熱移送を援助するためキャビティ内に回転
可能に配置されたフィン形成ハブ部分を備える。ベアリ
ング部材が入力部材上で出力部材を支持する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流体クラッチに係
り、より詳しくは、クラッチの入力部材及び出力部材の
間のトルク移送媒体を提供する磁気レオロジー的流体
（ＲＭＦ）を有する流体クラッチに関する。
り、より詳しくは、クラッチの入力部材及び出力部材の
間のトルク移送媒体を提供する磁気レオロジー的流体
（ＲＭＦ）を有する流体クラッチに関する。
【０００２】
【従来技術】多数のエンジン被駆動型車両は、ラジエー
タを横切る空気の流れを冷却する工程を提供するためエ
ンジン被駆動型ファン、或いは、エンジン冷却流体から
の余剰熱を除去するため熱移送装置を使用する。ファン
駆動機構は、エンジン速度に対するファン速度を制御す
るため、クラッチの入力及び出力部材の間に配置された
流体駆動媒体をしばしば有する。例えばシリコンなどの
粘性流体は、これらのクラッチ機構で一般に使用され
る。クラッチのトルク容量は、クラッチの作動チャンバ
ーを満たす粘性流体の量によって部分的に決定される。
作動チャンバーに入る作動流体の量は、一般に温度自動
調節バルブ機構によって制御される。クラッチの入力部
材の回転速度は、エンジン速度に等しいか或いは正比例
する。エンジン冷却媒体がその温度を上昇させるにつれ
て、クラッチの出力部材及び従ってファンは、熱移送装
置を通過する冷却空気の流れを増加させるため、その速
度を増大させる。これらの型式の粘性流体クラッチは、
熱的に制御され、クラッチの入力部材及び出力部材の間
のトルク移送領域から粘性流体の流入及び除去のための
機構を必要とする。これらの粘性クラッチは適切に実行
されるが、より正確なファン速度制御が望まれている。
タを横切る空気の流れを冷却する工程を提供するためエ
ンジン被駆動型ファン、或いは、エンジン冷却流体から
の余剰熱を除去するため熱移送装置を使用する。ファン
駆動機構は、エンジン速度に対するファン速度を制御す
るため、クラッチの入力及び出力部材の間に配置された
流体駆動媒体をしばしば有する。例えばシリコンなどの
粘性流体は、これらのクラッチ機構で一般に使用され
る。クラッチのトルク容量は、クラッチの作動チャンバ
ーを満たす粘性流体の量によって部分的に決定される。
作動チャンバーに入る作動流体の量は、一般に温度自動
調節バルブ機構によって制御される。クラッチの入力部
材の回転速度は、エンジン速度に等しいか或いは正比例
する。エンジン冷却媒体がその温度を上昇させるにつれ
て、クラッチの出力部材及び従ってファンは、熱移送装
置を通過する冷却空気の流れを増加させるため、その速
度を増大させる。これらの型式の粘性流体クラッチは、
熱的に制御され、クラッチの入力部材及び出力部材の間
のトルク移送領域から粘性流体の流入及び除去のための
機構を必要とする。これらの粘性クラッチは適切に実行
されるが、より正確なファン速度制御が望まれている。
【０００３】より制御可能な粘性ファンクラッチを提供
するため、磁気レオロジー的流体（ＭＲＦ）がクラッチ
の入力部材及び出力部材の間に導入されるということが
提案された。ＭＲＦの粘性度を磁場の導入により制御す
ることができる。ＭＲＦの粘性度が増加するとき、流体
のトルク移送特性は増大する。従来の電子エンジン管理
システムにより磁場の強度を制御することができるの
で、ファンの速度は、与えられたエンジン作動条件に対
してより正確に設定することができる。かくして、磁気
レオロジー的流体クラッチ（ＭＲＣ）は、エンジン冷却
システムの効率を改善する。
するため、磁気レオロジー的流体（ＭＲＦ）がクラッチ
の入力部材及び出力部材の間に導入されるということが
提案された。ＭＲＦの粘性度を磁場の導入により制御す
ることができる。ＭＲＦの粘性度が増加するとき、流体
のトルク移送特性は増大する。従来の電子エンジン管理
システムにより磁場の強度を制御することができるの
で、ファンの速度は、与えられたエンジン作動条件に対
してより正確に設定することができる。かくして、磁気
レオロジー的流体クラッチ（ＭＲＣ）は、エンジン冷却
システムの効率を改善する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改善
された磁気レオロジー的粘性クラッチを提供することで
ある。
された磁気レオロジー的粘性クラッチを提供することで
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】ＭＲＣは、クラッチ出力
の構成要素の一つに形成された円柱凹部内に環状円柱延
長部が配置された、入力ロータハブを有する。これは、
クラッチの入力部材及び出力部材間に２つの作用ギャッ
プを確立する。これらのギャップはＭＲＦで満たされ
る。出力部材、コイルハウジングのうちの一つは、その
中に固定された電磁石と、そこに固定された前カバーと
を有する。鋼鉄スリーブは、電磁石回路の部分として前
カバー内に固定される。磁気回路は、入力部材の円柱延
長部と、ＭＲＦとを備える。出力部材、非磁性後カバー
のうち他方は、前カバーに取り付けられ、そこに装着さ
れたファンを有する。電磁石はスリップリングを介して
電気回路に接続され、コイルハウジング上にブラシ接触
する。
の構成要素の一つに形成された円柱凹部内に環状円柱延
長部が配置された、入力ロータハブを有する。これは、
クラッチの入力部材及び出力部材間に２つの作用ギャッ
プを確立する。これらのギャップはＭＲＦで満たされ
る。出力部材、コイルハウジングのうちの一つは、その
中に固定された電磁石と、そこに固定された前カバーと
を有する。鋼鉄スリーブは、電磁石回路の部分として前
カバー内に固定される。磁気回路は、入力部材の円柱延
長部と、ＭＲＦとを備える。出力部材、非磁性後カバー
のうち他方は、前カバーに取り付けられ、そこに装着さ
れたファンを有する。電磁石はスリップリングを介して
電気回路に接続され、コイルハウジング上にブラシ接触
する。
【０００６】本発明の一態様では、クラッチの入力部材
及び出力部材は、出力部材の後カバー上の壁によりＭＲ
Ｆ貯蔵キャビティから遮蔽されるベアリング部材によっ
て、相対回転するように支持される。本発明の別の態様
では、貯蔵キャビティは、ＭＲＣの入力部材及び出力部
材の間の円柱作用ギャップにＭＲＦを差し向けるため、
傾斜した外側周辺壁を有する。本発明の更に別の態様で
は、複数のワイパーが、コイルハウジングと入力ハブの
内側径方向壁との間に、及び、入力ハブの外側径方向壁
と出力部材の後カバーとの間に配置され、これらの領域
におけるＭＲＦの蓄積及び／又は遠心性パッキングを防
止する。
及び出力部材は、出力部材の後カバー上の壁によりＭＲ
Ｆ貯蔵キャビティから遮蔽されるベアリング部材によっ
て、相対回転するように支持される。本発明の別の態様
では、貯蔵キャビティは、ＭＲＣの入力部材及び出力部
材の間の円柱作用ギャップにＭＲＦを差し向けるため、
傾斜した外側周辺壁を有する。本発明の更に別の態様で
は、複数のワイパーが、コイルハウジングと入力ハブの
内側径方向壁との間に、及び、入力ハブの外側径方向壁
と出力部材の後カバーとの間に配置され、これらの領域
におけるＭＲＦの蓄積及び／又は遠心性パッキングを防
止する。
【０００７】本発明のなお更に別の態様では、一連の隆
起部が入力部材の円柱延長部に形成されており、前カバ
ーの径方向壁と協働して、この領域におけるＭＲＦの蓄
積及び／又はＭＲＦの鉄粒子の遠心性パッキングを防止
する。本発明の更なる態様では、複数の冷却フィンが、
ＭＲＦ冷却を維持するため作動領域からの熱移送を援助
するように入力部材の一つの径方向面に配置される。本
発明の更なる別の態様では、入力部材及び出力部材は、
協働して２つの径方向に間隔を隔てた円柱作用ギャップ
を形成する。この円柱作用ギャップでは、各ギャップの
内側円柱壁が、作用ギャップの回りの流体循環を促進
し、ホットスポットの発生を減少させ、及び、円柱壁の
表面上の鉄イオンの蓄積を低下させるため溝付き表面を
有する。
起部が入力部材の円柱延長部に形成されており、前カバ
ーの径方向壁と協働して、この領域におけるＭＲＦの蓄
積及び／又はＭＲＦの鉄粒子の遠心性パッキングを防止
する。本発明の更なる態様では、複数の冷却フィンが、
ＭＲＦ冷却を維持するため作動領域からの熱移送を援助
するように入力部材の一つの径方向面に配置される。本
発明の更なる別の態様では、入力部材及び出力部材は、
協働して２つの径方向に間隔を隔てた円柱作用ギャップ
を形成する。この円柱作用ギャップでは、各ギャップの
内側円柱壁が、作用ギャップの回りの流体循環を促進
し、ホットスポットの発生を減少させ、及び、円柱壁の
表面上の鉄イオンの蓄積を低下させるため溝付き表面を
有する。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を添付図面を参照して説明する。磁気レオロジー的流体
クラッチ（ＭＲＣ）１０は、図示しないエンジン又は他
の動力源により駆動されるように構成された入力部材１
２と、従来の冷却ファン１６に固定された出力部材１４
と、を有する。入力部材１２はロータ１８を有し、この
ロータ１８は、駆動部分２０、ロータ１８から径方向に
延在するハブ部分２２、及び、ハブ部分２２から軸方向
に延在する円柱ドラム部分２４を組み込んでいる。出力
部材１４は、前カバー２６、後カバー２８及びコイルア
センブリ３０を組み込む。コイルアセンブリ３０は、シ
ャフト延長部３４を備えた鉄製ハブ３２を有する。ハブ
３２は、内部にワイヤコイル３８が配置された円柱状の
溝即ち凹部３６を備えている。スリップリング４０は、
ブラシアセンブリ４２と協働して電力をコイルアセンブ
リ３０に移送させるためシャフト延長部に配置されてい
る。複数の冷却フィン４４が、ブラシアセンブリ４２の
領域において空気の流れを冷却し、この領域での空気の
沈滞を防止するためシャフト延長部３４上に形成されて
いる。
を添付図面を参照して説明する。磁気レオロジー的流体
クラッチ（ＭＲＣ）１０は、図示しないエンジン又は他
の動力源により駆動されるように構成された入力部材１
２と、従来の冷却ファン１６に固定された出力部材１４
と、を有する。入力部材１２はロータ１８を有し、この
ロータ１８は、駆動部分２０、ロータ１８から径方向に
延在するハブ部分２２、及び、ハブ部分２２から軸方向
に延在する円柱ドラム部分２４を組み込んでいる。出力
部材１４は、前カバー２６、後カバー２８及びコイルア
センブリ３０を組み込む。コイルアセンブリ３０は、シ
ャフト延長部３４を備えた鉄製ハブ３２を有する。ハブ
３２は、内部にワイヤコイル３８が配置された円柱状の
溝即ち凹部３６を備えている。スリップリング４０は、
ブラシアセンブリ４２と協働して電力をコイルアセンブ
リ３０に移送させるためシャフト延長部に配置されてい
る。複数の冷却フィン４４が、ブラシアセンブリ４２の
領域において空気の流れを冷却し、この領域での空気の
沈滞を防止するためシャフト延長部３４上に形成されて
いる。
【０００９】スリップリングアセンブリ４０は、シャフ
ト延長部３４に固定された第１のリング４６と、シャフ
ト延長部３４に固定され且つ該シャフト延長部から電気
的に絶縁された第２のリング４８とを有する。ブラシア
センブリ４２はシャフト延長部３４上に回転可能に支持
されており、ブラシ５０及び５２を備えている。これら
のブラシは、リング４６及び４８と当接した状態に各々
スプリング負荷され、これらのリングに電力を移送す
る。負の電気ターミナル５４がシャフト延長部３４と接
続され、正の電気ターミナル５６が第２のリング４８上
に形成される。ターミナル５４及び５６が、図示しない
従来の配線によってコイル３８の各々の端部に接続され
ている。ブラシアセンブリ４２は、車両の電気システム
と接続されており、周知の態様でエンジン作動を援助す
る従来の電子制御モジュール（ＥＣＵ）から作動信号が
提供される。ＥＣＵは、好ましくは、車両の作動中にＭ
ＲＣの作動を確立するための記憶されたデータを有する
プログラム可能なデジタルコンピュータを備える。
ト延長部３４に固定された第１のリング４６と、シャフ
ト延長部３４に固定され且つ該シャフト延長部から電気
的に絶縁された第２のリング４８とを有する。ブラシア
センブリ４２はシャフト延長部３４上に回転可能に支持
されており、ブラシ５０及び５２を備えている。これら
のブラシは、リング４６及び４８と当接した状態に各々
スプリング負荷され、これらのリングに電力を移送す
る。負の電気ターミナル５４がシャフト延長部３４と接
続され、正の電気ターミナル５６が第２のリング４８上
に形成される。ターミナル５４及び５６が、図示しない
従来の配線によってコイル３８の各々の端部に接続され
ている。ブラシアセンブリ４２は、車両の電気システム
と接続されており、周知の態様でエンジン作動を援助す
る従来の電子制御モジュール（ＥＣＵ）から作動信号が
提供される。ＥＣＵは、好ましくは、車両の作動中にＭ
ＲＣの作動を確立するための記憶されたデータを有する
プログラム可能なデジタルコンピュータを備える。
【００１０】鉄製ハブ３２は、そこに固定され且つ作用
ギャップ６０の径方向内側に境界を形成する外側円柱ス
リーブ５８を有する。スリーブの外側表面６１は、その
上に形成された螺旋状溝６２と、該外側表面の中心に形
成された低透磁率領域６４とを有する。この領域６４
は、鉄製ハブ３２のフラックス場が、作用ギャップ６０
を通って適切に分布されることを保証する。円柱ドラム
２４は、その上に形成された同様の螺旋状溝６２Ａを有
する。これらの溝は、作用ギャップ６０を通過するＭＲ
Ｆの分布を促進する。ドラム２４は、作用ギャップ６０
のフラックス場の適切な分布を保証するため同様の低透
磁率領域６４Ａを有する。前カバー２６は、鉄製ハブ３
２に固定された非磁性要素である。空気流れを促進する
と共にＭＲＣ１０を冷却する際に援助する、複数の間隔
を隔てたフィン６５が、前カバー２６上に形成されてい
る。複数の充填孔６６が、作働ギャップ６０と軸整列し
た状態で前カバー２６に形成されている。これらの充填
孔６６は、ＭＲＣ１０の製造中に、磁気レオロジー的流
体の導入を可能とする。充填孔６６は金属製ボール即ち
プラグ６８で閉じられている。円柱スリーブ７０は、前
カバー２６内に固定されている。スリーブ７０は、磁気
材料から構成され、鉄製ハブ３２、円柱ドラム及びＭＲ
Ｃ１０のための作用ギャップ６０におけるＭＲＦと共に
磁気回路の一部分を形成する。
ギャップ６０の径方向内側に境界を形成する外側円柱ス
リーブ５８を有する。スリーブの外側表面６１は、その
上に形成された螺旋状溝６２と、該外側表面の中心に形
成された低透磁率領域６４とを有する。この領域６４
は、鉄製ハブ３２のフラックス場が、作用ギャップ６０
を通って適切に分布されることを保証する。円柱ドラム
２４は、その上に形成された同様の螺旋状溝６２Ａを有
する。これらの溝は、作用ギャップ６０を通過するＭＲ
Ｆの分布を促進する。ドラム２４は、作用ギャップ６０
のフラックス場の適切な分布を保証するため同様の低透
磁率領域６４Ａを有する。前カバー２６は、鉄製ハブ３
２に固定された非磁性要素である。空気流れを促進する
と共にＭＲＣ１０を冷却する際に援助する、複数の間隔
を隔てたフィン６５が、前カバー２６上に形成されてい
る。複数の充填孔６６が、作働ギャップ６０と軸整列し
た状態で前カバー２６に形成されている。これらの充填
孔６６は、ＭＲＣ１０の製造中に、磁気レオロジー的流
体の導入を可能とする。充填孔６６は金属製ボール即ち
プラグ６８で閉じられている。円柱スリーブ７０は、前
カバー２６内に固定されている。スリーブ７０は、磁気
材料から構成され、鉄製ハブ３２、円柱ドラム及びＭＲ
Ｃ１０のための作用ギャップ６０におけるＭＲＦと共に
磁気回路の一部分を形成する。
【００１１】後カバー２８は、前カバー２６と共にハブ
部分２２及び作用ギャップ６０を取り囲むように固定さ
れている。前カバー２６及び後カバー２８並びにコイル
アセンブリ３０は、ＭＲＣ１０がアイドル状態のとき作
用ギャップ６０からたまたま引っ込むＭＲＦに対して貯
蔵キャビティ７２を形成するように協働する。後カバー
２８は、貯蔵キャビティ７２の一部分である内側キャビ
ティ７４を有する。キャビティ７４は、作用ギャップ６
０に向かって発散する円錐壁７６を有する。この領域で
ＭＲＦ上に作用される遠心力は、ＭＲＣ１０の作動中に
作用ギャップ６０へのＭＲＦの戻りを促進する。後カバ
ー２８は、前カバー２６及び後カバー２８を適切に整列
するため、スリーブ７０と緊密に合致されるパイロット
表面７８を有する。後カバーは、円錐壁７６と隣接し且
つ該円錐壁の径方向外側に延在する径方向壁８０も有す
る。壁７６及び８０によって形成された肩部は、ＭＲＦ
の必要とされた充填体積を減少させ、この領域における
ＭＲＦの鉄粒子の遠心性パッキングを減少させる。
部分２２及び作用ギャップ６０を取り囲むように固定さ
れている。前カバー２６及び後カバー２８並びにコイル
アセンブリ３０は、ＭＲＣ１０がアイドル状態のとき作
用ギャップ６０からたまたま引っ込むＭＲＦに対して貯
蔵キャビティ７２を形成するように協働する。後カバー
２８は、貯蔵キャビティ７２の一部分である内側キャビ
ティ７４を有する。キャビティ７４は、作用ギャップ６
０に向かって発散する円錐壁７６を有する。この領域で
ＭＲＦ上に作用される遠心力は、ＭＲＣ１０の作動中に
作用ギャップ６０へのＭＲＦの戻りを促進する。後カバ
ー２８は、前カバー２６及び後カバー２８を適切に整列
するため、スリーブ７０と緊密に合致されるパイロット
表面７８を有する。後カバーは、円錐壁７６と隣接し且
つ該円錐壁の径方向外側に延在する径方向壁８０も有す
る。壁７６及び８０によって形成された肩部は、ＭＲＦ
の必要とされた充填体積を減少させ、この領域における
ＭＲＦの鉄粒子の遠心性パッキングを減少させる。
【００１２】壁８０は、この領域におけるＭＲＦの鉄粒
子の蓄積及び／又は遠心性パッキングを防止するためハ
ブ２２上に形成された複数のワイパー８２と協働する。
これらのワイパー８２は、作用ギャップ６０を通してＭ
ＲＦの循環を促進させる。別の複数のワイパー８４は、
この領域におけるＭＲＦの蓄積を防止すると共に作用ギ
ャップ６０を通してＭＲＦの循環を促進するためハブ２
２の内側壁８６と協働するように鉄製ハブ３２上に形成
される。ワイパー８２及び８４、並びに、それらと協働
する壁８０及び８６は、ＭＲＣ１０が不作動であるか又
は入力部材１２及び出力部材１４の間の速度差で作動す
るとき、それらの間に生じる有意な引きずりを防止する
ため、僅かなランニングクリアランス（running cleara
nce）を有する。複数の開口８７が、ワイパー８４と隣
接したドラム部２４内に形成される。これらの開口は、
内側作用ギャップ６０Ａ及び外側作用ギャップ６０Ｂか
らＭＲＦの流れに対する流れ経路を提供するようにサイ
ズが定められ形成されている。この流体運動は、後壁上
のＭＲＦのスプラッシングを回避し、作用ギャップ６０
内のドラム２４からハブ２２への熱移送を改善する。複
数の隆起部８８がドラム２４の左側面９０上に形成され
ている。これらの突起部８８は、この領域でＭＲＦの蓄
積を防止し、ＭＲＦの循環を促進するため、前カバー２
６上の壁９２と連係して作動する。僅かなランニングク
リアランスは、突起部８８及び壁９２の間に設けられ
る。ランニングクリアランスは、協働する構成要素のア
センブリの積み上げ公差によって略決定される。
子の蓄積及び／又は遠心性パッキングを防止するためハ
ブ２２上に形成された複数のワイパー８２と協働する。
これらのワイパー８２は、作用ギャップ６０を通してＭ
ＲＦの循環を促進させる。別の複数のワイパー８４は、
この領域におけるＭＲＦの蓄積を防止すると共に作用ギ
ャップ６０を通してＭＲＦの循環を促進するためハブ２
２の内側壁８６と協働するように鉄製ハブ３２上に形成
される。ワイパー８２及び８４、並びに、それらと協働
する壁８０及び８６は、ＭＲＣ１０が不作動であるか又
は入力部材１２及び出力部材１４の間の速度差で作動す
るとき、それらの間に生じる有意な引きずりを防止する
ため、僅かなランニングクリアランス（running cleara
nce）を有する。複数の開口８７が、ワイパー８４と隣
接したドラム部２４内に形成される。これらの開口は、
内側作用ギャップ６０Ａ及び外側作用ギャップ６０Ｂか
らＭＲＦの流れに対する流れ経路を提供するようにサイ
ズが定められ形成されている。この流体運動は、後壁上
のＭＲＦのスプラッシングを回避し、作用ギャップ６０
内のドラム２４からハブ２２への熱移送を改善する。複
数の隆起部８８がドラム２４の左側面９０上に形成され
ている。これらの突起部８８は、この領域でＭＲＦの蓄
積を防止し、ＭＲＦの循環を促進するため、前カバー２
６上の壁９２と連係して作動する。僅かなランニングク
リアランスは、突起部８８及び壁９２の間に設けられ
る。ランニングクリアランスは、協働する構成要素のア
センブリの積み上げ公差によって略決定される。
【００１３】後カバー２８は、ローラーベアリングアセ
ンブリ９４によって入力部材１２上に回転可能に支持さ
れる。後カバー２８は、凹部９６を有し、その中でベア
リングアセンブリ９２が固定される。凹部９６は、ベア
リングアセンブリ９４の左側端部１００の一部分を取り
囲む内側壁９８を有する。入力部材１２上に形成された
リップ１０２は、ベアリングを閉じ込め、ＭＲＦがベア
リングシールに達することを阻止するため内側壁９８と
協働する。リップ１０２及び壁９８の間の径方向クリア
ランスは、非常に近接しており、ＭＲＦの高い粘度と協
働してＭＲＦがベアリングシールに達することを防止す
る。後カバー２８は、組み立て時にＭＲＣを流体で充填
することを援助するため、その中に形成された複数の排
気開口１０４を有する。開口１０４は、作用ギャップ６
０の充填後に、シールプラグ１０６を用いて閉じられ
る。作用ギャップ６０は、好ましくは、充填孔６６を通
して充填され、作用ギャップ６０内の空気は、充填作業
中に開口１０４を通って排出される。
ンブリ９４によって入力部材１２上に回転可能に支持さ
れる。後カバー２８は、凹部９６を有し、その中でベア
リングアセンブリ９２が固定される。凹部９６は、ベア
リングアセンブリ９４の左側端部１００の一部分を取り
囲む内側壁９８を有する。入力部材１２上に形成された
リップ１０２は、ベアリングを閉じ込め、ＭＲＦがベア
リングシールに達することを阻止するため内側壁９８と
協働する。リップ１０２及び壁９８の間の径方向クリア
ランスは、非常に近接しており、ＭＲＦの高い粘度と協
働してＭＲＦがベアリングシールに達することを防止す
る。後カバー２８は、組み立て時にＭＲＣを流体で充填
することを援助するため、その中に形成された複数の排
気開口１０４を有する。開口１０４は、作用ギャップ６
０の充填後に、シールプラグ１０６を用いて閉じられ
る。作用ギャップ６０は、好ましくは、充填孔６６を通
して充填され、作用ギャップ６０内の空気は、充填作業
中に開口１０４を通って排出される。
【００１４】入力部材１２のハブ部分２２は、複数の等
角度間隔のフィン１０８を有し、これらのフィンは、Ｍ
ＲＦの温度を所望の作動温度に維持することを援助する
ためＭＲＦからの熱移送を強化する。ハブ２２は、その
質量を減少させ、且つ、ＭＲＣが回転していないときＭ
ＲＦのための貯蔵容量を増加させる、複数の開口１１０
も有している。
角度間隔のフィン１０８を有し、これらのフィンは、Ｍ
ＲＦの温度を所望の作動温度に維持することを援助する
ためＭＲＦからの熱移送を強化する。ハブ２２は、その
質量を減少させ、且つ、ＭＲＣが回転していないときＭ
ＲＦのための貯蔵容量を増加させる、複数の開口１１０
も有している。
【００１５】ＭＲＣ１０は、図示しない車両中に設置さ
れ、エンジン速度に比例する速度で駆動されるように構
成される。例えば、駆動部分２０は、従来の水ポンプ又
は他の任意のエンジン付属物から、或いは、クランクシ
ャフトと直接接続されたプーリー構成からのシャフト延
長部によって駆動することができる。
れ、エンジン速度に比例する速度で駆動されるように構
成される。例えば、駆動部分２０は、従来の水ポンプ又
は他の任意のエンジン付属物から、或いは、クランクシ
ャフトと直接接続されたプーリー構成からのシャフト延
長部によって駆動することができる。
【００１６】作動中には、エンジン冷却流体温度が、所
望の作動範囲に達したとき、ターミナル５４及び５６
は、電気信号を与えることができ、該電気信号はコイル
アセンブリ３０を通って流れる電流を発生させ、これに
よって、作用ギャップ６０内のＭＲＦを通過する磁場を
生成させる。周知されているように、ＭＲＦが磁場に曝
されているとき、その中の磁気粒子は、場と整列して粘
性を増加させ、従って、ＭＲＦのせん断強度を増加さ
せ、その結果、入力部材１２から出力部材１４へのトル
ク移送を生じさせてファン１６の回転を引き起こす。Ｍ
ＲＦのトルク移送能力又は特性は、磁場の強度に応じて
変動する。従って、エンジン冷却剤の温度が上昇すると
き、コイルアセンブリへの電気エネルギーはＥＣＵによ
り自動的に増加される。その結果、ファン速度の上昇及
び車両冷却システムを通過する空気の流れの増加を生じ
させる。
望の作動範囲に達したとき、ターミナル５４及び５６
は、電気信号を与えることができ、該電気信号はコイル
アセンブリ３０を通って流れる電流を発生させ、これに
よって、作用ギャップ６０内のＭＲＦを通過する磁場を
生成させる。周知されているように、ＭＲＦが磁場に曝
されているとき、その中の磁気粒子は、場と整列して粘
性を増加させ、従って、ＭＲＦのせん断強度を増加さ
せ、その結果、入力部材１２から出力部材１４へのトル
ク移送を生じさせてファン１６の回転を引き起こす。Ｍ
ＲＦのトルク移送能力又は特性は、磁場の強度に応じて
変動する。従って、エンジン冷却剤の温度が上昇すると
き、コイルアセンブリへの電気エネルギーはＥＣＵによ
り自動的に増加される。その結果、ファン速度の上昇及
び車両冷却システムを通過する空気の流れの増加を生じ
させる。
【００１７】ＭＲＦは、入力部材ハブ２２、鉄製ハブ３
２及び後カバー２８の間のコーナーに保持される傾向を
しばしば有する。このことは、作用ギャップ６０がその
上に印加された磁場を有するとき、特に真実である。ワ
イパー８４及び８２は、ファンがこれらの領域からＭＲ
Ｆを連続的に除去し、それを作用ギャップ６０に向かっ
て差し向けることによって回転するとき、これらの領域
のＭＲＦの蓄積即ちパッキングを防止するため役立つ。
隆起部８８は、ドラム２４の左側面９０と前カバー２６
の内側面との間に類似の機能を提供する。
２及び後カバー２８の間のコーナーに保持される傾向を
しばしば有する。このことは、作用ギャップ６０がその
上に印加された磁場を有するとき、特に真実である。ワ
イパー８４及び８２は、ファンがこれらの領域からＭＲ
Ｆを連続的に除去し、それを作用ギャップ６０に向かっ
て差し向けることによって回転するとき、これらの領域
のＭＲＦの蓄積即ちパッキングを防止するため役立つ。
隆起部８８は、ドラム２４の左側面９０と前カバー２６
の内側面との間に類似の機能を提供する。
【００１８】ＭＲＦが完全に粘性的である間、付勢され
ていないときでさえ、ＭＲＦの中には、長い期間のアイ
ドルの間に貯蔵キャビティ７２の中に移動しそうなもの
もある。後カバー２８の壁９８及びハブ２２上のリップ
１０２は、ＭＲＦがベアリングアセンブリ９４と接触す
るに至ることを防止する。ベアリングアセンブリ９４は
密封されたユニットであるが、ＭＲＦを、ベアリングシ
ール部と接触しないように維持することがより良いプラ
クティスであると考えられる。
ていないときでさえ、ＭＲＦの中には、長い期間のアイ
ドルの間に貯蔵キャビティ７２の中に移動しそうなもの
もある。後カバー２８の壁９８及びハブ２２上のリップ
１０２は、ＭＲＦがベアリングアセンブリ９４と接触す
るに至ることを防止する。ベアリングアセンブリ９４は
密封されたユニットであるが、ＭＲＦを、ベアリングシ
ール部と接触しないように維持することがより良いプラ
クティスであると考えられる。
【図１】図１は、本発明を組み込んだ磁気レオロジー的
粘性ファンクラッチの正面断面図である。
粘性ファンクラッチの正面断面図である。
１０ 磁気レオロジー的流体クラッチ（ＭＲＣ） １２ 入力部材 １４ 出力部材 １６ 冷却ファン １８ ロータ ２０ 駆動部分 ２２ ハブ部分 ２４ 円柱ドラム部分 ２６ 前カバー ２８ 後カバー ３０ コイルアセンブリ ３２ 鉄製ハブ ３４ シャフト延長部 ３６ 円柱状溝（凹部） ３８ ワイヤコイル ４０ スリップリング ４２ ブラシアセンブリ ４４ 冷却フィン ４６ 第１のリング ４８ 第２のリング ５０、５２ ブラシ ５４ 負の電気ターミナル ５６ 正の電気ターミナル ５８ 外側円柱スリーブ ６０ 作用ギャップ ６１ スリーブの外側表面 ６２、６２Ａ 螺旋状溝 ６４、６４Ａ 低透磁率領域 ６５ フィン ６６ 複数の充填孔 ６８ プラグ ７０ スリーブ ７２ 貯蔵キャビティ ７４ 内側キャビティ ７６ 円錐壁 ７８ パイロット表面 ８０ 径方向壁 ８２、８４ ワイパー ８６ 内側壁 ８７ 開口 ８８ 隆起部 ９０ ドラム左側面 ９２ 前カバーの壁 ９４ ローラーベアリングアセンブリ ９６ 凹部 ９８ 内側壁 １００ ベアリングアセンブリ９４の左側端部 １０２ リップ １０４ 排気開口 １０６ シールプラグ １０８ フィン １１０ 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンソニー・エル・スミス アメリカ合衆国ミシガン州48098，トロイ, ホワイトセル・ドライブ 4684 (72)発明者 チ−クワン・カオ アメリカ合衆国ミシガン州48098，トロイ, ヘッジウッド・ドライブ 4599 (72)発明者 ジョージ・モーサー アメリカ合衆国ミシガン州48093，ウィク ソム，ビーチウッド・ストリート 30838 (72)発明者 ゴードン・ソマー アメリカ合衆国ミシガン州48170，プリマ ス，ディアー・コート 831
Claims (6)
- 【請求項１】 磁気レオロジー的流体クラッチであっ
て、 ドラム部分を有する、回転可能な入力部材と、 前記ドラム部分の径方向内側及び径方向外側に各々配置
された第１及び第２の磁気透過性部材、該磁気透過性部
材の一つに固定されたコイルアセンブリ、及び、該磁気
透過性部材の間で磁場を発生させるように該コイルアセ
ンブリに電気エネルギーを供給する電源を有する、回転
可能な出力部材と、 前記ドラム部分及び前記磁気透過性部材の間に形成され
た２部品作用ギャップと、 前記ドラム部分及び前記磁気透過性部材の間に形成され
た前記２部品作用ギャップ内に配置された磁気レオロジ
ー的流体と、 前記作用ギャップの第１の部分へと径方向外側に磁気レ
オロジー的流体を差し向けるため前記入力部材及び前記
出力部材のうちの一つに形成された第１のワイパーエレ
メントと、 前記作用ギャップの第２の部分へと径方向外側に磁気レ
オロジー的流体を差し向けるため前記入力部材及び前記
出力部材のうちの一つに形成された第２のワイパーエレ
メントと、 前記第１の磁気透過性部材の円柱外側表面内に形成され
た複数の第１の溝と、 前記ドラム部分の円柱外側表面内に形成された複数の第
２の溝と、を含み、 前記第１及び第２の溝は、前記２部品作用ギャップ内に
磁気レオロジー的流体を分配するため前記入力部材及び
前記出力部材の回転中に有効に作用する、磁気レオロジ
ー的流体クラッチ。 - 【請求項２】 前記作用ギャップの前記第１及び第２の
部品の間で磁気レオロジー的流体の一部分を促進して循
環させるため、前記第１のワイパーエレメントと実質的
に径方向に整列した状態で前記ドラム部分内に形成され
た複数の流体循環開口を更に含む、請求項１に記載の磁
気レオロジー的流体クラッチ。 - 【請求項３】 前記ドラム部分は、前記出力部材上の環
状側壁に面する環状端部壁を有し、 前記環状端部壁及び前記環状側壁のうち一方に、他方の
壁と接近した状態に形成され、前記磁気レオロジー的流
体クラッチの前記入力部材と前記出力部材間とが相対回
転する間に前記壁間に磁気レオロジー的流体が蓄積する
ことを禁止する、複数の隆起部と、 を更に含む、請求項１に記載の磁気レオロジー的流体ク
ラッチ。 - 【請求項４】 前記入力部材は、前記ドラム部分に固定
されたハブ部分と、該ハブ部分に固定された入力シャフ
トと、を含み、 前記出力部材は、前記ハブ部分及び前記ドラム部分を取
り囲むように一緒に固定された、前カバー及び後カバー
を含み、該前カバー及び後カバーは、協働して磁気レオ
ロジー的流体を貯蔵するためキャビティを形成し、 前記入力シャフトと前記後カバーの径方向壁との間に、
該後カバー内に形成された凹部に配置されたベアリング
アセンブリと、 磁気レオロジー的流体が前記ベアリングアセンブリと接
触することを禁止するように前記後カバーの前記径方向
壁と協働する、前記入力シャフト上のリップと、 を更に含む、請求項１に記載の磁気レオロジー的流体ク
ラッチ。 - 【請求項５】 前記出力部材が回転しているとき、前記
キャビィから該２部品作用ギャップに向かって磁気レオ
ロジー的流体を差し向けるため、前記キャビティの外側
表面で前記後カバー上に形成され且つ前記２部品作用ギ
ャップに向かって発散する関係で配置された径方向外側
壁を更に含む、請求項４に記載の磁気レオロジー的流体
クラッチ。 - 【請求項６】 前記２部品作用ギャップ内の磁気レオロ
ジー的流体からの熱移送を強化するため前記入力部材の
前記ハブ部分に形成された複数の径方向に延在するフィ
ンを更に含む、請求項５に記載の磁気レオロジー的流体
クラッチ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/598327 | 2000-06-20 | ||
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039218A true JP2002039218A (ja) | 2002-02-06 |
| JP3423701B2 JP3423701B2 (ja) | 2003-07-07 |
Family
ID=24395114
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|---|---|---|---|
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| DE (1) | DE60100156T2 (ja) |
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